大兴安岭控矿条件

如题所述

一、区域构造控矿

1.区域构造环境控矿

铜多金属矿床都形成于一定的构造环境,受控于大型的区域构造。主要构造有裂谷带、岛弧带、弧后盆地、碰撞造山带、大型韧性剪切带、火山-岩浆带、构造-岩浆带等。

古元古代大兴安岭的海相基性-中酸性火山喷发活动相关的海底火山喷气、喷流-沉积型铁、铜、铅、锌、金、硫铁矿床形成于陆块边缘的裂陷槽或裂谷带内,同时,有海相化学同沉积作用的铁、锰、磷矿床形成。火山弧环境内形成与中基性、中酸性火山、侵入活动有关的铜钼矿床。

古生代古亚洲洋开合演化过程中形成了岛弧带、弧后盆地、碰撞造山带,这些构造背景下产生不同的成矿作用,在大洋拉张构造环境下形成了岩浆熔离-贯入型铬铁矿床,在边缘海地区形成岛弧带、弧后盆地环境的海相中酸性、中基性火山-侵入活动,喷流-沉积块状多金属硫化物矿床,形成一些铁矿床、铁锌矿床及铜多金属矿床。

古生代华北板块边缘受古亚洲洋盆的影响形成了构造-岩浆带,产生了与基性岩浆有关的熔离型铜、镍、铂矿床和热液型铁矿床和结晶分异型铁、磷矿床。

中生代受滨太平洋活动带的影响形成了大兴安岭火山-岩浆带,大部分中生代不同类型的铜、铅、锌、钼、金、银、锡、铁、钨、稀土等矿床形成于该构造环境下。

区域构造环境控制大兴安岭铜多金属矿床的形成。

2.区域断裂构造控矿

大兴安岭一些较大型的断裂构造控制了部分岩浆带的分布,构造-岩浆带、火山-岩浆带的形成直接控制了与火山作用、侵入作用有关的铜多金属矿床的形成。由主构造衍生的次级断裂构造或裂隙构造带也是控矿的有利位置。如华北地台北缘断裂带控制了铜、铅、锌、金、镍、铁等矿床的形成,嫩江断裂带控制了该区附近的一些铜、铅、锌、银、金矿床的形成,西拉木伦河断裂带控制了一些铜、铅、锌、银、金矿床的分布,得尔布尔断裂带控制了周围部分银、铅锌、铜钼矿床的分布。

3.区域褶皱构造控矿

规模较大的区域性褶皱构造转折端的轴部和褶皱核部控制着一些多金属矿床的分布。褶皱的轴部呈线性展布,控制矿带的分布,核部控制具体矿床的成矿富集。

4.岩浆岩带控矿

大兴安岭地区古生代和中生代时期形成了一些北东向、北北东向规模较大的火山-岩浆岩带、构造-岩浆岩带,其控制了一些铜多金属矿床的分布。

大兴安岭北北东向中、酸性火山-岩浆岩带、构造-岩浆岩带控制了部分地区斑岩型、接触交代型和热液型铁、锡、铜、铅、锌、银、金、铌、稀土等矿床。

5.区域火山构造控矿

火山爆发作用产生大量的环形断裂和裂隙构造、放射状断裂和裂隙构造、火山碎屑孔隙构造、隐爆角砾构造、岩筒和岩管构造及火山机构的一些构造等,这些局部构造在区域上形成火山岩带,控制区域成矿带的分布。

大兴安岭地区的火山爆发作用形成了大量的火山-次火山热液铜、铅、锌、银、金、钼等矿床。

6.区域组合构造控矿

多条、多组控矿构造的交叉和叠合,早期与晚期构造的交叉和叠合,构造带多期活动、继承、发展,控制了矿床的富集和分布。如断裂构造带与火山-岩浆带交叉和叠合将使成矿易于在此区域规模明显扩大,往往形成一些大型或超大型多金属矿床。华北地台北缘构造域与滨太平洋构造域交会,华北地台北缘构造近东西向展布,滨太平洋构造呈北东—北北东向展布,导致一些矿床的矿体分布东西成行,北东—北北东成带,基本受到两组构造控制。

二、含矿地层控矿

在大兴安岭地区有些火山沉积作用形成的岩石含有一定丰度值的成矿物质,在后期各种地质作用下,经过活化、搬运、富集成矿,这些火山-沉积岩层基本控制了矿化和矿床的分布。

如华北地台北缘赤峰地区太古宙变质岩系含Au,丰度值为7×10-9~9×10-9(322件样品),是地壳金平均值的2~3倍,尤其是原岩为中基性火山岩的黑云角闪斜长片麻岩;角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩等的金丰度值变化于7.5×10-9~11.87×10-9之间,而且这类岩石中富含黄铁矿。黄铁矿含Au丰度为1584×10-9(王时琪,1990)。高丰度的太古宙变质岩系为金矿成矿提供了物质来源。同时,原岩为中基性火山岩系含Au丰度值高的太古宙—古元古代地层控制该区的金矿分布。

二叠系大石寨组和哲斯组富集Pb,Zn,Sn,Ag等金属元素,浓集系数Pb,Zn在1~2之间,Sn,Ag均>2,在某些岩石类型中高达3~4或更高。Cu在二叠系中含量低于克拉克值,但在细碧岩和玄武岩中,Cu含量大于克拉克值,浓集系数可达1~3。地层中所富集的元素恰恰是该地区内的成矿元素(赵一鸣等,1994)。如黄岗矿床和大井矿床都是受二叠系大石寨组和哲斯组控制。

表明火山-沉积地层控制了一些铜多金属矿床的形成。在海相中酸性、基性火山-沉积作用过程中也可以直接形成块状硫化物矿床和金矿床。

三、岩浆作用对成矿的控制

1.火山作用

火山爆发作用、火山-侵入作用、浅成侵入作用、火山-沉积作用和火山岩浆的成分对成矿产生控制作用。中基性-中酸性火山产生一些铁锌矿床,如谢尔塔拉铁锌矿床;中酸性火山-侵入作用产生一些铜钼多金属矿床,如乌奴格吐山铜钼矿床,在火山-侵入作用下,有中酸性岩浆形成的矿床。

2.侵入作用

大兴安岭地区形成铬铁矿床的为纯橄榄岩之类的超基性岩,形成铜镍硫化物矿床的为辉长岩类的富镁质基性岩,形成斑岩型铜矿床的主要是中酸性侵入岩,有斜长花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩等,形成锡钨矿床的主要是酸性侵入岩,为黑云母花岗岩、花岗岩、钾长石花岗岩,形成铅锌矿床的主要是浅成-超浅成的中酸性侵入岩,有黑云母二长斑岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、石英二长闪长岩等,斑岩型锡、银、铜矿床多由超浅成-浅成酸性侵入岩形成,为石英正长斑岩、花岗斑岩和花岗闪长斑岩,形成金矿的主要是中酸性火山-侵入岩作用,岩性为流纹岩、英安岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、黑云母花岗岩,角闪石花岗岩、二长花岗岩等。

四、流体动力学过程对成矿的控制

流体在运动过程中,需要通过断裂、节理、裂隙、孔隙,与岩石产生交代作用,对岩石和构造产生了影响,既有物质置换,又有成矿物质沉淀。由于流体运动过程中会使岩石产生巨大的蚀变作用,在一定空间产生成矿作用,所以流体的运动过程所经历的空间控制了矿体的分布。

大兴安岭地区大多数多金属矿床是由流体作为运矿载体成矿,如斑岩型铜矿、火山热液型铅锌矿床、夕卡岩型矿床等都是由流体作用成矿。蚀变的范围要超过矿体分布的范围,矿体赋存于蚀变带中。流体影响的空间范围控制了矿体和矿床的分布。如多宝山铜钼矿床和拜仁达坝铅锌银矿床等都受流体运动影响的范围控制。

流体要携带大量的成矿物质,使成矿物质搬运、沉淀成矿。流体是主要的成矿条件。

五、区域构造活动时间和事件

大兴安岭地区不同地质历史时期经历了多次构造-岩浆活动事件,形成了不同的矿化作用。

1.前寒武纪

前寒武纪的西伯利亚板块东南大陆边缘和华北板块北部大陆边缘,经历了多次构造运动。古元古代西伯利亚板块东南大陆边缘,华北板块北部大陆边缘的沉积环境,形成新华渡口群,1800Ma左右发生的吕梁运动,古元古代地层产生低角闪岩相-低绿片岩相的区域变质作用,并有岩浆侵入,形成了铁、金、磷等矿化。中元古代,华北原始古大陆形成陆间海槽,形成基性火山岩及其碎屑岩、硅铁建造,产生金、钼矿化等。新元古代,800Ma的晋宁运动,华北原始大陆和塔里木原始大陆拼合成一体,产生陆陆碰撞,西伯利亚原始大陆东南部边缘海盆中形成类复理石建造和碱性火山岩。新元古代晚期张广才岭运动,西伯利亚东南大陆边缘洋壳向北西方向俯冲,洋陆碰撞,形成金、铁、铅锌、锡等矿化。

2.古生代

古亚洲洋演化时期,大兴安岭地区经历了板块的俯冲、碰撞阶段。早古生代古亚洲洋产生裂解,形成洋壳裂谷和洋壳俯冲作用,有岛弧带、海沟、弧后盆地、陆源岩浆岩带形成,有硅质岩、碳酸盐岩、浊积岩沉积等,喷流-沉积形成的细碎屑岩、硅质岩-安山岩、硅质岩-安山玄武岩、安山质火山角砾岩和红色硅质岩等,在板块活动后期产生了板块碰撞造山作用。古亚洲洋板块活动和演化过程中在不同的构造部位形成了一系列的中基性、中酸性火山作用和岩浆侵入作用的岩浆活动带,形成了斑岩型、热液型、接触交代型铁、钼、锡、铜金、铜铅锌多金属等矿床。成矿类型为斑岩型、火山热液型、火山-喷流沉积型、浅成低温热液型、接触交代型等。

伴随古亚洲洋板块活动所形成的多次构造-岩浆活动事件控制了大兴安岭地区古生代时期相应矿床的分布。如华北板块北缘岩浆活动带形成了岩浆熔离型铜、镍、铂矿床和结晶分异型的铁、磷矿床,在岛弧带的中酸性岩浆活动形成了块状硫化物铁、铜、铅锌、金矿床。

3.中生代

中生代早期印支期和中生代晚期燕山期滨太平洋板块活动,形成中基性、中酸性火山-侵入陆缘岩浆岩带,有斑岩型铜、钼、铅、锌、金、银矿床和火山-热液型的铜、铅、锌、银矿床形成。

六、物化探信息

利用物化探信息可以对铜多金属矿进行直接预测和间接预测,物化探信息提供了成矿作用强度的一种物理场和地球化学场。

1.物理信息

大兴安岭有些地区的区域磁场异常直接由矿床磁性物质引起,提供正磁异常的位置就是矿床赋存的地方。由正磁异常可以预测铁矿的存在,如谢尔塔拉式铁矿和梨子山式铁矿。由磁黄铁矿、黄铁矿组成的铜多金属矿床可引起弱磁异常。

有些磁性正异常可能由火山岩或侵入岩引起,有些磁性正异常体的异常微弱,可能由磁黄铁矿、黄铁矿等矿物引起,需要配合其他电法或利用化探方法进行综合验证,才能作出判断是否由矿化引起的异常。

区域重磁场特征能够反映构造-岩浆岩带的分布,为在延伸的构造-岩浆岩带内找矿和预测提供依据。

有些金属矿床(点)分布于航磁原高度的△T异常正负磁场交接带上,并且位于正磁场一侧和负磁场背景中的局部正异常边部。在上延5km的航磁异常图中,金属矿床(点)大多分布在负磁场区中或靠近负磁场区边部的等值线扭曲处(赵一鸣等,1994)。

布伽重力异常能够反映大构造断裂的存在,如得尔布尔断裂、大兴安岭中脊断裂和嫩江断裂,大兴安岭中脊断裂东侧为重力低异常区,西侧为重力高异常区,形成北北东向、近南北向的区域布伽重力异常梯级带。

以西拉木伦深断裂为界(纬度在43°~43°20′间),南北两区重力异常场有明显差别。西拉木伦河深断裂以南,重力异常大多呈北东东向或近东西向展布;而西拉木伦河深断裂以北,重力异常呈北东向或北北东向展布。本区东侧,以嫩江深断裂为界,东西两侧布伽重力异常特征也有十分明显的差异。嫩江深断裂西侧重力异常以北东向、北北东向重力低异常为主,东侧以北北东向,近南北向重力高异常为主。它反映了本区区域构造的特点,而矿产特点来看,已知金属矿床多分布在区域布伽重力异常梯级等值线同向扭曲部位或低值变异区中。在剩余重力异常图(图3-16)上,黄岗—乌兰浩特一线是北东—北北东向重力低值异常带。它反映出该带为一构造-岩浆活动带,铜多金属矿床多分布于该带中。已知的多金属矿床多分布在剩余重力异常图中的局部重力变异的边部或重力低异常的边缘(邵和明等,2002)。

图3-16 内蒙古东南部四次趋势分析剩余重力异常等值线平面图

(据徐志刚,1994)

大兴安岭主脊为一北北东向幔洼,大兴安岭一些成矿带主要分布于幔隆上和陡变幔坡上,西拉木伦河断裂分布于幔隆上,如林西-天山铜多金属成矿区沿这一东西向的幔隆展布,如控制突泉-天山铜多金属矿带的嫩江断裂分布于北北东向幔隆上。有些断裂分布于幔坡陡变带或分布于大幔坡中局部出现的幔隆和幔洼上,该断裂带控制了矿带的分布,甘珠尔庙-乌兰浩特铅锌矿带分布于幔隆和幔洼之间。

2.化探信息

区域化探结果直接反映了该区的成矿元素和指示元素的高低,显示了测试区地质体某些元素的背景值和异常值,根据异常值可以预测成矿元素分布的状态和范围,指导找矿、预测和对成矿远景潜力的评估。化探结果与成矿有直接的密切关系,化探异常范围显示了矿化的分布。化探异常在不同的区域具有差异性。

大兴安岭地区得尔布尔成矿带显示了Au,Ag,Cu,Pb,Zn,Mo等元素异常,东乌旗-梨子山-鄂伦春成矿带显示了Au,Ag,Cu,Pb,Zn,Sn,W,Mo等元素异常,巴林右旗-乌兰浩特成矿带显示了Ag,Cu,Pb,Zn,Nb,Mo等元素异常,多伦-赤峰成矿带显示了Au,Cu,U,Mo等元素异常,漠河-塔源成矿带显示了Au,Cu,Pb,Zn,Mo等元素异常特征。

得尔布尔成矿带Au,Ag,Cu,Pb,Zn,Mo元素高背景区,发现了甲乌拉、查干布拉根大型火山热液铅锌银矿床、乌奴格吐山大型斑岩型铜钼矿床、额仁陶勒盖大型银矿床;三河大型火山热液型铅锌矿、八大关斑岩型铜钼矿、小伊诺盖沟小型浅成低温热液金矿床。

巴林右旗-乌兰浩特Cu,Pb,Zn,Sn,Nb,Fe,Ag成矿带,阿鲁科尔沁旗-科尔沁右翼前旗Cu,Pb,Zn,Ag,Mo成矿异常带的闹牛山Cu,Pb,Zn成矿预测区,已知有莲花山、闹牛山等铜矿床;孟恩陶勒盖Cu,Pb,Zn,Ag成矿预测区有孟恩陶勒盖银、铅、锌矿床和布敦化铜等矿床,吐列毛杜-白音诺尔Cu,Pb,Zn,Ag成矿异常带的白音诺尔Cu,Pb,Zn,Ag成矿预测区,有白音诺尔铅锌银矿床、浩布高铜铅锌矿床、敖脑达坝铜铅银等矿床;五十家子-克什克腾旗Ag,Cu,Pb,Zn,Sn,Mo,Fe成矿异常带的拜仁达坝Ag,Cu,Pb,Zn,Sn,Mo,Fe成矿预测区,有拜仁达坝铅锌银矿床、道伦达坝铜矿床、大井铜银矿床和黄岗铁锡矿床等。

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